Direktstecktechnik - Die Evolution des Steckverbinders in Einpresstechnik

29.05.17 | Redakteur: Kristin Rinortner | Elektronik Praxis

SKEDD ist eine Verbindungstechnik, mit der sich Steckverbinder direkt und werkzeuglos stecken lassen. Wir geben einen Überblick zu Entwicklungen und Untersuchungen bei extremer Toleranzlage.

Die Direktstecktechnik SKEDD setzt auf einer Technologie auf, die seit mehr als 40 Jahren etabliert ist: die Einpresstechnik. SKEDD kann man als logische Weiterentwicklung der Einpresstechnik zu einer mehrfach steckbaren Variante verstehen. Als Würth Elektronik diese Verbindungslösung auf den Markt brachte, stellte sich die Frage, ob die Technik das Potenzial hätte, sich neben der Löt- und Einpresstechnik auf dem Markt zu etablieren oder die anderen Techniken zu verdrängen.

Bild 1: SKEDD-Verbindung: Mithilfe der SKEDD-Technik lassen sich Leiterplattensteckverbinder erstmals direkt und werkzeuglos in durchkontaktierte Bohrungen auf der Leiterplatte stecken. Würth hat die Technik entwickelt und Wire-to-Board und Board-to-Bord-Anwendungen auf den Markt gebracht. (Bild: Würth Elektronik)

Da bei der SKEDD-Technik Leiterplatten-Steckverbinder direkt und werkzeuglos in durchkontaktierte Bohrungen nach dem Lötprozess auf die Leiterplatte gesteckt werden, bietet die Technik Substitutionspotenzial für viele gängige Verbindungslösungen. Dazu zählen: Hochstrom-Steckverbinder (Automotive / Non-Automotive), Signal-Steckverbinder (niedrig-, hochpolig), Board-to-Board-Verbinder (vertikal, horizontal, gewinkelt), Steckverbinder für Flachbandkabel sowie direktes Stecken von Komponenten auf Leiterplatten (Sicherungen, Relais, LED).

Die Technik beeindruckt durch Schlankheit und Einfachheit, der Nutzen liegt neben Kostenvorteilen vor allem in der Vereinfachung von Herstellprozessen. Zusätzliche Anforderungen an die Leiterplattenqualität oder die Kabelkonfektionierung gibt es nicht.

Grundsätzlich werden SKEDD-Kontakte in Form einer Gabel gestanzt und können mit zwei oder, in der gefalteten Ausführung, mit vier Schenkeln (zwei Schenkelpaare) konzipiert werden. Durch die Faltung sind zwei mechanisch unabhängige Gabeln miteinander elektrisch miteinander verbunden, wodurch das Managen von Freiheitsgraden und die Stromtragfähigkeit verbessert werden.

Da es sich bei SKEDD um eine relativ junge Technik handelt, ist der Nachweis der zuverlässigen Funktion durch eine Grundlagenqualifikation als auch durch verschiedene Nischen- und Serienanwendungen notwendig. Die Grundlagenqualifikation und die Serienanwendung mit dem SKW-Steckverbinder hat Würth erbracht und die Technik zudem lizensiert. Lizenznehmer sind u.a. Phoenix Contact und Lumberg.

Qualifikationen, Lizenzen und Serienanwendungen

Phoenix Contact hat im Rahmen einer Technologiebewertung die üblichen Freigabeprüfungen um Untersuchungen bei extremer Toleranzlage ergänzt. Speziell das Zusammenspiel zwischen der Leiterplatte und dem SKEDD-Kontakt an der oberen / unteren Toleranzgrenze wurde in Anlehnung an die DIN EN 61984 (VDE 0627):2009-11 betrachtet.

Die Ergebnisse der Untersuchungen werden auf dem 11. Anwenderkongress Steckverbinder von Ulrich Rosemeyer am 28. Juni 2017 um 11.10 Uhr im Würzburger VCC präsentiert. Sie zeigen, dass auch die Untersuchungen an den Systemgrenzen keine Auswirkungen auf die Funktion haben. Die zusätzlichen Tests unter verschärften Prüfbedingungen sowie zwei zusätzliche Durchläufe mit SO2 beim Kesternichtest bestätigen, dass es sich um ein äußerst robustes, zuverlässiges und damit industrietaugliches System handelt.

Phoenix Contact bietet seine weiterentwickelte SKEDD-Variante unter dem Namen SDC 2,5 in Kombination mit einem Push-in-Federanschluss für Leiter von 0,2 bis 2,5 mm2 an. Der Steckverbinder kommt im Raster 5 mm (Polzahlen 1 bis 16, Bemessungsspannung 320 V AC, Stromstärke 12 A).

Bild 2: Als Antwort auf die Anforderungen der Leiterplatten-Anschlusstechnik hat Phoenix Contact die Steckverbinder vom Typ SDC 2,5 auf den Markt gebracht, die die SKEDD-Technik mit dem Push-in-Federanschluss verbinden. (Bild: Phoenix Contact)

Von Lumberg kommt eine Variante der SKEDD-Technik in Verbindung mit der Schneidklemmtechnik, die alle Vorteile einer automatisierten Kabelkonfektionierung und somit auch hohe Stückzahlen ermöglicht. Kabelsätze können in dieser Version somit hochautomatisiert vorkonfektioniert werden. Anschließbar sind sowohl Einzel- als auch Flachbandleitungen.

Über das Gehäuse mit Verriegelungszapfen und Sicherheitshaube ist dauerhaft sicherer Halt auf der Leiterplatte gegeben. Zusätzlich sichern Kodiermöglichkeiten über Kodierstifte die Null-Fehler-Qualität bei der Gerätemontage ab und schließen Verwechslungen und Fehlsteckungen aus.

Lumberg präsentiert den Steckverbinder mit Artikelbezeichnung 7335 im Raster 2,5 mm mit 3 bis 11 Polen. Der Schneidklemmbereich kann auf vorhandenen Kabelkonfektioniermaschinen mit Einzelleitern im Querschnitt von 0,22 bis 0,38 mm2 mit Isolationsdurchmesser bis max. 1,6 mm kontaktiert werden (Bemessungsspannung 50 V AC, Stromstärke 4 A).

Bild 3: Der Steckverbinder des Typs 7335 im Raster von 2,5 mm von Lumberg kombinert die SKEDD-Technik mit der Schneidklemmtechnik. Der Schneidklemmbereich kann auf vorhandenen Kabelkonfektioniermaschinen mit Einzelleitern von 0,22 bis 0,38 mm2 kontaktiert werden. (Bild: Lumberg)